Metalurgia de la Soldadura 2

INTRODUCCIÓN A LA METALURGIA
DE LA SOLDADURA

L. A. de Vedia
H. G. Svoboda

Agosto de 2004

1

1.- Introducción
1.1.- El origen de la soldadura
El origen de la soldadura como tecnología para la unión de materiales metálicos se remonta
hasta la Edad de Bronce, donde se encuentran los primeros vestigios de procesos de soldadura
utilizados para fines ornamentales. En la Edad de Hierro se hanencontrado piezas de hierro
forjado que habrían sido unidas calentándolas y martillándolas juntas, desarrollándose así la
soldadura por forjado. En la Edad Media la soldadura en fase sólida se utilizaba para reducir el
mineral de hierro a hierro metálico sin necesidad de fundirlo (1,2,3).
Sin embargo el problema de unir chapa fue solucionado por la soldadura por fusión, en la
cual una fuente de calorsuficientemente intensa como para fundir los bordes de ambas chapas a
unir es desplazada a lo largo de la junta. Fuentes de calor suficientemente intensas estuvieron
disponibles a escala industrial recién al final del siglo XIX, cuando hicieron su aparición la
soldadura oxi-gas, la soldadura por arco eléctrico y la soldadura por resistencia (2).
La soldadura por arco eléctrico con electrodoconsumible, el más importante de los
procesos de soldadura por fusión, es más complejo que los otros por lo que su desarrollo se
produjo con mayor lentitud. Inicialmente se utilizaron electrodos de alambre desnudo pero el
metal de soldadura resultante contenía alto nitrógeno que le confería fragilidad. Recubriendo el
alambre con asbestos o papel se mejoraron las propiedades de los depósitos soldados (2).La factibilidad de este proceso surge del descubrimiento de Sir Humphry Davy, en 1809
(3), según el cual la electricidad puede ser conducida a través del aire entre dos electrodos de
carbono (grafito) conformando lo que hoy conocemos como descarga gaseosa. Posteriormente en
1885, Bernados y Olszewski (3) patentaron un proceso donde era posible reproducir este
fenómeno entre un electrodo de carbonoy una pieza metálica. Como consecuencia del calor
generado se logra una fusión localizada que puede ser utilizada para unir piezas. Se encontró
necesario aportar metal adicional para llenar el hueco existente entre las dos chapas a unir a
través de una varilla hundida dentro de la pileta líquida (3).
En la figura 1 se puede ver una reproducción de un antiguo grabado en madera de un taller
desoldadura eléctrica de 1887.
En 1892, Slawianoff (3) pensó que si la varilla de aporte fuera usada como cátodo en lugar
del electrodo de carbono, ésta se fundiría por el calor generado en el cátodo y una mucha mayor
proporción del calor disipado en el arco eléctrico entraría a la soldadura. Sin embargo las
soldaduras producidas por esta técnica eran de muy baja calidad debido a la reacción del metalfundido con la atmósfera del arco a alta temperatura (3). En este sentido parece haber sido
fortuito el éxito de la soldadura por arco con electrodo de carbono, ya que éste al establecerse el
arco generaba una atmósfera de CO2 y CO que protegía la pileta líquida del aire, rico en oxígeno
y nitrógeno (3).

2

Figura 1.- Reproducción de un antiguo grabado de un taller de soldadura en 1887 (3).

Estollevó a la idea de aplicar recubrimientos protectores al electrodo, siendo las primeras
patentes en 1907 adjudicadas al sueco O. Kjellberg (3). Posteriormente fue quien fundó la
empresa ESAB (3). Una técnica inicial fue desarrollada en Bretaña utilizando una tela
impregnada con asbestos alrededor del alambre metálico proveyendo una mejor protección
contra la contaminación. En Estados Unidos, parala Primera Guerra Mundial no se contaba con
asbestos, utilizándose como sustituto fibras de algodón impregnadas en silicato de sodio
húmedo. Este revestimiento era capaz de estabilizar el arco, crear una atmósfera protectora del
oxígeno y del nitrógeno del aire y una escoria, que son los principales requerimientos de un
revestimiento moderno (3). De hecho los electrodos celulósicos se siguen...